(57)【要約】  【課題】  被破砕物の性状にかかわらず安定した破砕処理が可能な破砕機の運転制御方法及びその運転制御装置を提供する。  【解決手段】  被破砕物を投入するホッパ１と、前記ホッパ１の下方に配置された破砕処理部Ａと、前記破砕処理部Ａに向けて水平方向から被破砕物を押圧する第一押圧機構Ｂと、前記破砕処理部Ａに向けて上方から被破砕物を押圧する第二押圧機構Ｃを備えてなる破砕機において、前記第一押圧機構Ｂと前記第二押圧機構Ｃを前記破砕処理部Ａに対して進退作動させて被破砕物を破砕処理する破砕機の運転制御方法であって、前記第一押圧機構Ｂと前記第二押圧機構Ｃを同相で進退作動させる第一破砕処理モードと、前記第一押圧機構Ｂと前記第二押圧機構Ｃを逆相で進退作動させる第二破砕処理モードを被破砕物の性状に応じて切替える。  【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被破砕物を投入するホッパと、前記ホッパの下方に配置された破砕処理部と、前記破砕処理部に向けて水平方向から被破砕物を押圧する第一押圧機構と、前記破砕処理部に向けて上方から被破砕物を押圧する第二押圧機構を備えてなる破砕機において、前記第一押圧機構と前記第二押圧機構を前記破砕処理部に対して進退作動させて被破砕物を破砕処理する破砕機の運転制御方法であって、
前記第一押圧機構と前記第二押圧機構を同相で進退作動させる第一破砕処理モードと、前記第一押圧機構と前記第二押圧機構を逆相で進退作動させる第二破砕処理モードを被破砕物の性状に応じて切替える破砕機の運転制御方法。
【請求項２】
被破砕物がばら状物であるときに前記第一破砕処理モードで作動させ、被破砕物が塊状物であるときに前記第二破砕処理モードで作動させる破砕機の運転制御方法。
【請求項３】
被破砕物を投入するホッパと、前記ホッパの下方に配置された破砕処理部と、前記破砕処理部に向けて水平方向から被破砕物を押圧する第一押圧機構と、前記破砕処理部に向けて上方から被破砕物を押圧する第二押圧機構を備えてなる破砕機において、前記第一押圧機構と前記第二押圧機構を前記破砕処理部に対して進退作動させて被破砕物を破砕処理する破砕機の運転制御装置であって、
前記第一押圧機構と前記第二押圧機構を同相で進退作動させる第一破砕処理モードと、前記第一押圧機構と前記第二押圧機構を逆相で進退作動させる第二破砕処理モードを、被破砕物の性状に応じて切替える運転モード切替機構を設けてある破砕機の運転制御装置。
【請求項４】
被破砕物の性状を検出する破砕物検出機構を設け、前記運転モード切替機構に、前記破砕物検出機構により検出された被破砕物の性状に基づいて破砕処理モードを自動的に切替える自動切替機構を設けてある請求項３記載の破砕機の運転制御装置。
【請求項５】
前記破砕処理部が破砕刃を備えた回転軸の回転と固定刃の相互作用により被破砕物を破砕処理するように構成され、前記破砕物検出機構が前記回転軸のトルクに基づいて被破砕物の性状を検出するように構成されている請求項４記載の破砕機の運転制御装置。
【請求項６】
前記第一押圧機構が第一押圧部と前記第一押圧部を進退作動させる油圧シリンダで構成され、前記破砕物検出機構が前記油圧シリンダの作動状態に基づいて被破砕物の性状を検出するように構成されている請求項４記載の破砕機の運転制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被破砕物を投入するホッパと、前記ホッパの下方に配置された破砕処理部と、前記破砕処理部に向けて水平方向から被破砕物を押圧する第一押圧機構と、前記破砕処理部に向けて上方から被破砕物を押圧する第二押圧機構を備えてなる破砕機において、前記第一押圧機構と前記第二押圧機構を前記破砕処理部に対して進退作動させて被破砕物を破砕処理する破砕機の運転制御方法及びその運転制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、電化製品、建築廃材、プラスチックなどの廃棄物を小サイズに破砕する上述の破砕機においては、第一押圧機構と第二押圧機構を前記破砕処理部に対して同相で進退作動させて被破砕物を破砕処理するように、つまり、第一押圧機構による被破砕物の破砕処理部への押圧サイクルと第二押圧機構による被破砕物の破砕処理部への押圧サイクルが同期し、且つ、第一押圧機構による破砕処理部からの引退サイクルと第二押圧機構による破砕処理部からの引退サイクルが同期して行なわれるように運転制御されていた。
【特許文献１】特開平１０−１５４１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述した従来の破砕機の運転制御方法によれば、ホッパに投入されたバラ状の被破砕物に対しては、第一押圧機構と第二押圧機構により同時に破砕処理部に向けて押圧されるので、第一押圧機構により破砕処理部に向けて押圧され、破砕処理部の上方に浮き上がる被破砕物が上方からも破砕処理部に向けて押圧されることになり、破砕処理効率の向上を図ることができるものであったが、被破砕物の性状によっては却って破砕処理効率が低下するという問題があった。
【０００４】
例えば、図５（ａ）に示すように、回収されたＰＥＴボトルなどの廃プラスチック製品が略立方体に圧縮梱包されたベール品などの塊状物４０に対して、第一押圧機構Ｂと第二押圧機構Ｃにより同時に破砕処理部Ａに向けて押圧すると、双方の力の作用により塊状物４０が破砕処理部Ａの手前で停止して破砕できなくなり、図５（ｂ）に示すように、塊状物４０の一部が破砕処理部Ａで破砕処理されるものの、双方の力の作用により破砕処理部Ａに臨む破砕面の形状が変わらずに破砕処理が進行しなくなる場合が生じるのである。
【０００５】
さらに、第一押圧機構Ｂ及び第二押圧機構Ｃが共に引退作動する場合には、その間、破砕処理が進行しないという本質的な問題もあった。
【０００６】
本発明の目的は、上述の従来欠点に鑑み、被破砕物の性状にかかわらず安定した破砕処理が可能な破砕機の運転制御方法及びその運転制御装置を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の目的を達成するため、本発明による破砕機の運転制御方法の第一の特徴構成は、特許請求の範囲の書類の請求項１に記載した通り、被破砕物を投入するホッパと、前記ホッパの下方に配置された破砕処理部と、前記破砕処理部に向けて水平方向から被破砕物を押圧する第一押圧機構と、前記破砕処理部に向けて上方から被破砕物を押圧する第二押圧機構を備えてなる破砕機において、前記第一押圧機構と前記第二押圧機構を前記破砕処理部に対して進退作動させて被破砕物を破砕処理する破砕機の運転制御方法であって、前記第一押圧機構と前記第二押圧機構を同相で進退作動させる第一破砕処理モードと、前記第一押圧機構と前記第二押圧機構を逆相で進退作動させる第二破砕処理モードを被破砕物の性状に応じて切替える点にある。
【０００８】
上述の構成によれば、第一押圧機構と第二押圧機構を同相で進退作動させる第一破砕処理モードと、第一押圧機構と第二押圧機構を逆相で進退作動させる第二破砕処理モードとの間で破砕処理モードを切替えて破砕処理を進めることができるので、被破砕物の性状に応じて破砕処理モードを切替えることにより、破砕効率を向上させて安定的な破砕処理が遂行できるようになるのである。
【０００９】
同第二の特徴構成は、同請求項２に記載した通り、上述の第一特徴構成に加えて、被破砕物がばら状物であるときに前記第一破砕処理モードで作動させ、被破砕物が塊状物であるときに前記第二破砕処理モードで作動させる点にある。
【００１０】
つまり、被破砕物がばら状物であるときには、第一破砕処理モードで作動させることにより、被破砕物を第一押圧機構により破砕処理部に向けて押圧するとともに、破砕処理部の上方に浮き上がる被破砕物を第二押圧機構により上方からも破砕処理部に向けて押圧して破砕処理効率の向上を図る一方、ベール品や大型の電化製品などの塊状物であるときには、第二破砕処理モードで作動させることにより、双方の押圧機構による同時の押圧状態が無くなるので、塊状物が破砕処理部の手前で停止するような不都合が解消され、被破砕物が何れか一方の押圧機構により絶えず破砕処理部に押圧された状態を継続できるので、常に破砕処理を進行させることができ、さらには第一押圧機構と第二押圧機構により交互に押圧されることにより、被破砕物の破砕処理部に臨む破砕面が変動して効率的に破砕処理されるのである。
【００１１】
本発明による破砕機の運転制御装置の第一の特徴構成は、同請求項３に記載した通り、被破砕物を投入するホッパと、前記ホッパの下方に配置された破砕処理部と、前記破砕処理部に向けて水平方向から被破砕物を押圧する第一押圧機構と、前記破砕処理部に向けて上方から被破砕物を押圧する第二押圧機構を備えてなる破砕機において、前記第一押圧機構と前記第二押圧機構を前記破砕処理部に対して進退作動させて被破砕物を破砕処理する破砕機の運転制御装置であって、前記第一押圧機構と前記第二押圧機構を同相で進退作動させる第一破砕処理モードと、前記第一押圧機構と前記第二押圧機構を逆相で進退作動させる第二破砕処理モードを、被破砕物の性状に応じて切替える運転モード切替機構を設けてある点にある。
【００１２】
上述した破砕機の運転制御方法を実施するに際して、運転モード切替機構を設けることにより第一破砕処理モードと第二破砕処理モードとを容易に切替操作できるのである。
【００１３】
同第二の特徴構成は、同請求項４に記載した通り、上述の第一特徴構成に加えて、被破砕物の性状を検出する破砕物検出機構を設け、前記運転モード切替機構に、前記破砕物検出機構により検出された被破砕物の性状に基づいて破砕処理モードを自動的に切替える自動切替機構を設けてある点にある。
【００１４】
上述の構成によれば、破砕物検出機構により検出された被破砕物の性状に基づいて常に適切な破砕処理モードに自動切替されるので、操作者の負荷が低減されるとともに、破砕処理効率の向上が図れるようになるのである。
【００１５】
同第三の特徴構成は、同請求項５に記載した通り、上述の第二特徴構成に加えて、前記破砕処理部が破砕刃を備えた回転軸の回転と固定刃の相互作用により被破砕物を破砕処理するように構成され、前記破砕物検出機構が前記回転軸のトルクに基づいて被破砕物の性状を検出するように構成されている点にある。
【００１６】
上述の構成によれば、例えば、第一破砕処理モードでの運転中に通常の破砕処理時のトルクに対して大きく低下すると、両押圧機構の押圧作用により塊状物が破砕処理部の直前で停止していると判断することにより被破砕物が塊状物であると検出でき、第二破砕処理モードでの運転中に通常の破砕処理時のトルクに対して大きく低下すると、一方の押圧機構により押圧されているばら状物が他方の押圧機構の方向に逃げていると判断することにより被破砕物がばら状物であると検出できるのである。
【００１７】
同第四の特徴構成は、同請求項６に記載した通り、上述の第二特徴構成に加えて、前記第一押圧機構が第一押圧部と前記第一押圧部を進退作動させる油圧シリンダで構成され、前記破砕物検出機構が前記油圧シリンダの作動状態に基づいて被破砕物の性状を検出するように構成されている点にある。
【００１８】
このように構成することにより、例えば、第一破砕処理モードでの運転中に何れかの油圧シリンダが所定位置まで押圧移動できないことが検出されたり、作動油の圧力が異常に大きいと検出されることにより被破砕物が塊状物であると検出でき、第二破砕処理モードでの運転中に作動油の圧力が通常よりも小さいと判断されるときに被破砕物がばら状物であると検出できるのである。
【発明の効果】
【００１９】
以上説明した通り、本発明によれば、被破砕物の性状にかかわらず安定した破砕処理が可能な破砕機の運転制御方法及びその運転制御装置を提供することができるようになった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に本発明による破砕機の運転制御装置の実施の形態を説明する。図１（ａ）から（ｃ）に示すように、一軸せん断破砕機は、被破砕物が投入されるホッパ１と、ホッパ１に投入された被破砕物を破砕処理する破砕処理部Ａと、破砕処理部Ａに向けて水平方向から被破砕物を押圧する第一押圧機構Ｂとしての押込プッシャ３と、ホッパ１の前端側壁に破砕処理部Ａに向けて上方から被破砕物を押圧することで押込プッシャ３による被破砕物の押込時に被破砕物の浮き上がりを防止する第二押圧機構Ｃとしての押え装置１４を備えて構成される。
【００２１】
押込プッシャ３は、油圧ポンプ（図示せず）からの圧油が第一油圧シリンダ１３へ送られ、第一油圧シリンダ１３のピストン１３ａが連結アーム１３ｂを介して押込プッシャ３の後端に連結され、以って、台板４上を摺動自在かつ進退動自在に設けられ、本体フレーム２の側壁に設けた案内部材３ａにより押込の際に廃棄物からの反力で浮き上がらないように案内される。
【００２２】
破砕部Ａは、台板４の一端と本体フレーム２の側壁との間に設置され、複数個の回転刃５ａを取付けた回転ロータ（回転軸）５と、回転ロータ５を中心とする対称位置にこれを挾んで台板４の端に設けられた第１破砕用固定刃６と、反対側に設けられた第２破砕用固定刃７とで構成される。回転ロータ５は、インダクションモータ１１からの出力軸に取り付けられたプーリとベルト連結された減速機（図示せず）の出力軸と連結されている。
【００２３】
回転ロータ５の下方には、多数の小孔を設けた排出スクリーン８が設けられ、排出スクリーン８から落下した破砕物がスクリューコンベア９により横方向へ排出搬送される。
【００２４】
図１（ｂ）に示すように、回転ロータ５はその外周にＶ字状の溝５ｖが多数所定のピッチで互いに平行に設けられ、このＶ字溝５ｖ内に複数個の回転刃５ａが取付座５ｃを介して設けられている。回転刃５ａは、隣り合うＶ字溝５ｖに設けられているもの同士がその頂点を連ねるとジグザグ状になるようにそれぞれ配置されている。
【００２５】
図１（ａ）、（ｃ）に示すように、押え装置（第二押圧部）１４は、ホッパ１側壁のガイド１５を介して回転自在に取付けられ、円弧面状の払落面１６と押え面１８を備えた１／４の円弧ドラムで構成され、円弧の中心位置で中心軸１７に固定され、ホッパ側方に突出する中心軸１７の端が回転自在に軸支される。ホッパ１の外部には、上下の取付枠２２、２３間に亘る取付フレームに保護カバー２１が取り付けられ、以って円弧ドラムのホッパ１の前端壁からホッパ内、外への回転移動する際の安全性が確保される。さらに、押え装置１４の内外への回転移動を許容するホッパ１の前端壁に形成された開口部には、上下の隙間から破砕物の小片がホッパ外へ飛散するのを防止するためのスクレーパ２０、２０が取り付けられている。
【００２６】
中心軸１７の両端がホッパ側壁から突出する軸端に、回転駆動用のアーム２４が接続され、このアーム２４に接続されたピストン２５と、ホッパ側壁に固定した取付台２７に取り付けられた第二油圧シリンダ２６からなる油圧機構によりアーム２４が回転駆動される。
【００２７】
上述した破砕機の運転制御装置は、図２に示すように、回転ロータ（回転軸）５を回転駆動するインダクションモータ１１と、インダクションモータ１１を駆動制御する駆動制御部３８を備えて構成される。
【００２８】
回転ロータ５は、上述したように、インダクションモータ１１からの出力軸に取り付けられたプーリ１１ａと減速機３０の入力軸に取り付けられたプーリ３０ａがＶベルト３１で駆動連結され、減速機３０により減速された出力軸がカップラを介して接続されている。尚、本実施形態では、モータと減速機とがＶベルト３１を介して駆動連結されているが、直接連結されるものであってもよい。
【００２９】
駆動制御部３８は、さらに押込プッシャ３及び押え装置１４でなる押圧機構Ｂ，Ｃの各油圧駆動装置（図示せず）に対して押圧動作の作動／停止信号、及び、引退動作の作動／停止信号を出力する制御信号線及び各油圧シリンダの前進限スイッチと後退限スイッチの入力信号線が接続され、さらに、ホッパ１に取付けられたレベルセンサＳｃからの入力信号線が接続されている。
【００３０】
運転制御装置は、第一押圧機構Ｂとしての押込プッシャ３と第二押圧機構Ｃとしての押え装置１４を同相で進退作動させる第一破砕処理モードと、互いに逆相で進退作動させる第二破砕処理モードを、被破砕物の性状に応じて切替える運転モード切替機構３６を設けてあり、操作者がホッパ１内の被破砕物の性状がばら状物であるか、ベール品などの塊状物であるかを目視して、ばら状物であれば運転モード切替機構３６を操作して第一破砕処理モードで運転し、塊状物であれば運転モード切替機構３６を操作して第二破砕処理モードで運転する。
【００３１】
第一破砕処理モードでは、押込プッシャ３と押え装置１４が同時にばら状物でなる被破砕物を破砕処理部Ａに向けて押圧作動するとともに、同時に破砕処理部Ａから離間する方向に引退作動する進退動作を一定のサイクルで繰り返し、押圧作動時には、被破砕物が押込プッシャ３により破砕処理部Ａに向けて押圧されるとともに、破砕処理部Ａの上方に浮き上がる被破砕物が押え装置１４により上方からも破砕処理部に向けて押圧され、破砕処理効率の向上が図られる。
【００３２】
第二破砕処理モードでは、押込プッシャ３と押え装置１４が交互に塊状物でなる被破砕物を破砕処理部Ａに向けて押圧作動することで、図４（ａ）に示すように、押込プッシャ３の押圧作動時に押え装置１４が引退作動し、押込プッシャ３の引退作動時に押え装置１４が押圧作動することで塊状物が円滑に破砕処理部Ａに押圧供給される。またこのとき、図４（ｂ）に示すように、塊状物でなる被破砕物の破砕処理部Ａに臨む破砕面が回転移動することが可能となり、同様に破砕処理効率の向上が図られる。
【００３３】
さらに、被破砕物の性状を検出する破砕物検出機構を設け、運転モード切替機構３６に、破砕物検出機構により検出された被破砕物の性状に基づいて破砕処理モードを自動的に切替える自動切替機構を設けることにより操作者の負荷を軽減しながら効率的な破砕処理を行なうことが可能となる。
【００３４】
例えば、破砕物検出機構が回転ロータ５にかかるトルクに基づいて被破砕物の性状を検出するように構成することができる。この場合、第一破砕処理モードでの運転中に検出トルクが当該モードでの通常の破砕処理時の最小トルクである第一設定トルクより低下すると、両押圧機構の押圧作用により塊状物が破砕処理部の直前で停止しているなどと判断することにより被破砕物が塊状物であると検出し、第二破砕処理モードでの運転中に当該モードでの通常の破砕処理時の最小トルクである第二設定トルクより低下すると、一方の押圧機構により押圧されているばら状物が他方の押圧機構の方向に逃げていると判断することにより被破砕物がばら状物であると検出するのである。
【００３５】
図３に示すように、運転制御装置は、第一破砕処理モードでの運転中に（Ｓ１）、ホッパ１に被破砕物が充填されており（Ｓ２）、検出された破砕トルクが第一設定トルクよりも小さいと判断すると（Ｓ３，Ｓ５）、第二破砕処理モードに自動切替し（Ｓ６）、第二破砕処理モードでの運転中に、ホッパ１に被破砕物が充填されており（Ｓ２）、検出された破砕トルクが第二設定トルクよりも小さいと判断すると（Ｓ３，Ｓ４，Ｓ７）、第一破砕処理モードに自動切替する（Ｓ８）。ここに、破砕トルクの検出は減速機３０と回転ロータ５の接続部にトルクセンサを配置して検出したり、モータの駆動電流値などに基づいて駆動トルク値を演算導出するように構成すればよい。
【００３６】
また、破砕物検出機構を、押込プッシャ３を構成する油圧シリンダの作動状態に基づいて被破砕物の性状を検出するように構成することも可能である。例えば、第一破砕処理モードでの運転中に何れかの油圧シリンダが設定時間内に前進限まで押圧移動できないことが検出されたり、作動油の圧力が異常に大きいと検出することにより被破砕物が塊状物であると検出でき、第二破砕処理モードでの運転中に作動油の圧力が通常よりも小さいと判断されるときに被破砕物がばら状物であると検出できる。
【００３７】
さらには、破砕物検出機構を、ホッパ１内に投入された、または投入される前の被破砕物を撮像する画像入力部と入力された画像に基づいて被破砕物の形状を認識する形状認識部を備え、認識された形状に基づいて塊状物かばら状物かという被破砕物の性状を検出するように構成することも可能である。
【００３８】
上述の実施形態では、押圧機構の駆動機構として油圧方式を採用したものを説明したが、電磁モータによる駆動機構により押圧機構を駆動するものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】（ａ）は一軸せん断破砕機の断面図、（ｂ）は破砕部の斜視図、（ｃ）はホッパ及び押圧部の斜視図
【図２】破砕機の運転制御装置のブロック構成図
【図３】破砕機の運転制御方法を説明するフローチャート
【図４】塊状物の破砕動作の説明図
【図５】従来方法による塊状物の破砕動作の説明図
【符号の説明】
【００４０】
１：ホッパ
３：押込プッシャ
５：回転ロータ（回転軸）
１４：押え装置
１１：インダクションモータ（運転制御装置）
３６：運転モード切替機構（運転制御装置）
３８：駆動制御部（運転制御装置）
Ａ：破砕処理部
Ｂ：第一押圧機構
Ｃ：第二押圧機構
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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